赤外線を利用してクリーンルーム内の二酸化炭素排出を削減する
半導体製造工場で働いたことがある人なら、従来の対流式オーブンの問題点はよく知っているでしょう。それらはエネルギー消費量が非常に多いのです。なぜかというと、ウェハーが何も感じる前に、まずチャンバー内の空気全体を加熱するために大量の電力が使われてしまうからです。これは明らかな無駄遣いです。
私たちはより良い方法を見つけました。空気を加熱する代わりに、赤外線を使ってウェハーや基板自体を直接加熱するのです。これは単純な変更ですが、エネルギー消費量を大幅に削減し、施設の二酸化炭素排出量も大幅に減少します。
実際の仕組み
寒い日に太陽の下に立つのと同じです。周囲の空気が温まるのを待つ必要はありません。肌で直ちに熱を感じることができます。赤外線ヒーターも同じ原理で、電磁波を利用して直接加熱します。「暖まる」のを待つ必要がないのです。エネルギーが直接対象物に届くため、1サイクルあたりのキロワット時数も大幅に減少します。電力が少なければ、排出される二酸化炭素も少なくなります。
クリーンルームでの実用性
もちろん、クリーンルームにただヒーターを置くだけではいけません。ガスや微粒子の発生が問題になります。
品質を維持するために、すべての部品を高純度の石英で覆います。そうすることで、汚染物質が処理エリアに入るのを防ぎます。通常、これらの装置は大きな基板を扱うため、高電圧で動作させて熱を集中させています。
ポイントは、波長を正しく選ぶことです。短波、中波、長波のどれを使うかは、使用する材料によって異なります。短波の赤外線は基板の奥深くまで届くため、乾燥処理が大幅に速く進みます。
デメリット（完璧なものはない）
もちろん、赤外線も万能ではありません。
加熱要素においてはエネルギーを節約できますが、高密度のヒーターは局所的に強い熱を発生させます。もし筐体や冷却システムが十分でなければ、その熱で問題が発生します。冷却が不十分だと、センサーの精度が低下し、状況が悪化します。
解決策は、オーブンを独立した赤外線ゾーンに分けることです。そうすれば、不要な場所に熱が行かないようになります。これが真の二酸化炭素削減の秘訣です。つまり、必要な場所とタイミングでのみ電力を使用するのです。